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Forschungsbericht 452 II, IGF-Nr. 16984 N
Forschungsbericht
FVA 452 II, IGF-Nr. 16984 N
Schnecken-Schraubradgetriebe II
Tragbildentwicklung an Schnecken-Schraubradgetrieben
Schnecken-Schraubradgetriebe sind deutlich unempfindlicher gegenüber
Einbauabweichungen als herkömmliche Schneckengetriebe. Ein SchneckenSchraubradgetriebe entspricht einem Schneckengetriebe, bei dem der Fräser für die
Fertigung des Schneckenrades im Vergleich zur Schnecke deutlich im Durchmesser
vergrößert ist. Die Verwendung eines vergrößerten Fräsers führt zu einer Art Breitenballigkeit
auf der Flanke des Rades, wodurch sich ein unvollständiges Tragbild einstellt. Auf Grund von
abrasivem Verschleiß am Rad wächst das Tragbild im Betrieb an.
Bild 1: Exemplarisches Tragbild eines SchneckenSchraubrades
Im Rahmen des Forschungsvorhabens werden
umfangreiche, experimentelle Untersuchungen
zum Einlaufverhalten von Schneckengetrieben
mit unvollständigem Tragbild hinsichtlich
Tragbildentwicklung, Verschleiß und Grübchen
durchgeführt. Dabei wird der Einfluss der
Baugröße, der Werkstoffpaarung, der
Betriebsbedingungen und der
Fräservergrößerung analysiert. Auf Basis der
Versuchsergebnisse wird eine lokale
Simulations- und Berechnungsmethode zur
Verschleißtragfähigkeit von
Schneckengetrieben mit unvollständigem
Tragbild entwickelt und validiert. Dabei werden
innerhalb eines iterativen Algorithmus die
Flanken des Schnecken-Schraubrades um
lokale Verschleißabträge korrigiert. Die
Korrektur erfolgt auf Basis eines
abstandsabhängigen Verschleißgesetzes, d.h.
Flankenpunkte, die kleine Flankenabstände zur
Schnecke aufweisen werden um größere
Verschleißabträge modifiziert. Dies kann mit
einem langsam voranschreitenden Schleifprozess
der Schnecke am Rad verglichen werden. Die
zeitliche Kalibrierung der Simulationsmethode
erfolgt, indem die Mittelwerte der lokalen
Flankenpressungen, Gleitwege und
Bild 2: Exemplarische Simulationsergebnisse: Entwicklung des Leerlauftragbilds und der Pressungs-verteilung
(Bronzerad, a = 100mm, n1 = 150min-1, T2 = 1140Nm, da0 = 1,30da1)
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Schmierfilmhöhen in die Gleichungen zur Berechnung der Verschleißtragfähigkeit nach DIN
3996 eingesetzt werden. Durch die iterative Simulationsweise können die zeitlich
veränderlichen Belastungen auf der Flanke von Schnecken-Schraubrädern erfasst werden.
Der Vergleich von Simulations- und Versuchsergebnissen zeigt gute Übereinstimmung
hinsichtlich Betriebsverschleiß und Tragbildentwicklung.
Autor:
TU München Forschungsstelle für Zahnräder und Getriebebau, FZG
Werner Sigmund
Kontakt:
Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V. (FVA)
Dirk Arnold
T 069-6603-1632
Das IGF-Vorhaben 16984 N der Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V. (FVA)
wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen
Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie
aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.
Hintergrundinformationen zur FVA
Die FVA ist das weltweit führende Innovationsnetzwerk der Antriebstechnik. Die 170
laufenden Projekte der industriellen Gemeinschaftsforschung fördern die Innovationsfähigkeit
der Industrie im Bereich der Antriebstechnik und ist an den wissenschaftlichen
Forschungseinrichtungen ein wichtiger Beitrag zur Ausbildung von Jungingenieuren in und
für die Branche. Die 205 Mitgliedsfirmen sind produzierende Unternehmen aus der
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Basis für das weltweit führende Netzwerk der Antriebstechnik.
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Wissenstransfers zwischen Wissenschaft und Industrie. Themenfelder sind die mechanische
und die elektrische bzw. mechatronische Antriebstechnik, sowohl von stationären
industriellen Anlagen als auch von Fahrzeugen, mobilen Maschinen und Luftfahrzeugen. Die
Gemeinschaftsforschung hat zum Ziel, das technisches Know-how der Unternehmen und die
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Weitere Informationen unter www.fva-net.de.
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